Question

小明和小紅想探究“浮力大小與物體在液體中所處深度是否有關(guān)”？（他們選用水完成實(shí)驗(yàn)）．
（1）如圖所示，他們用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力為

10

N；
（2）金屬塊在圖②位置所受的浮力為

2

N；金屬塊的密度為

3.3×10³

kg/m³
（3）這兩個(gè)同學(xué)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：

物體浸沒(méi)前，受到的浮力與在液體中所處的深度有關(guān)；物體浸沒(méi)后，受到的浮力與在液體中所處的深度無(wú)關(guān)

．

Answer 1

分析：（1）彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中測(cè)量的是物體的重力，根據(jù)圖可以讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（2）浮力可以用公式F_浮=G_空-F_示計(jì)算，對(duì)于物體密度的計(jì)算，要先根據(jù)阿基米德原理公式的變形公式計(jì)算V_排，V_排等于V_物，然后用物體重力除以g得到物體質(zhì)量，最后用公式ρ=

m

V

計(jì)算出物體密度．
（3）分析①②③④幾步實(shí)驗(yàn)的相同因素和不同因素，就可知道這幾步是探究哪個(gè)因素對(duì)浮力的影響，并根據(jù)測(cè)力計(jì)示數(shù)計(jì)算出每步浮力的大小，從而得出結(jié)論．

解答：解：（1）最左邊的圖中，彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中測(cè)量的是物體的重力，由圖可見(jiàn)物體的重力是10N；
（2）①在第②個(gè)圖中，浮力等于彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中的示數(shù)減去物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，
因此F_浮=G_空-F_示=10N-8N=2N．
②在第③個(gè)圖中，物體受到的浮力F_浮′=G_空-F_示′=10N-7N=3N，
由于是浸沒(méi)在水中，因此物體排開(kāi)水的體積和物體的體積相同，即V_物=V_排=

F浮′

ρ水g

；
金屬塊的質(zhì)量m=

G

g

∴金屬塊的密度ρ=

m

V

=

G

g

×

ρ水g

F浮′

=

Gρ水

F浮′

=

10N×1.0×103kg/m3

3N

=3.3×10³kg/m³．
（3）比較①②可以看出，金屬塊在水中的浮力大小與金屬塊在液體中浸入的深度有關(guān)；比較③④可以看出，金屬塊全部浸入水中后，受到水的浮力大小不變．由此可以得出的結(jié)論是：物體浸沒(méi)前，受到的浮力與在液體中所處的深度有關(guān)；物體浸沒(méi)后，受到的浮力與在液體中所處的深度無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）10；
（2）2；3.3×10³；
（3）物體浸沒(méi)前，受到的浮力與在液體中所處的深度有關(guān)；物體浸沒(méi)后，受到的浮力與在液體中所處的深度無(wú)關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：在探究“浮力大小與物體在液體中所處深度是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，要通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來(lái)反映浮力的大小，但值得注意的是，這種關(guān)系在物體浸沒(méi)前和浸沒(méi)后截然不同，因此，我們不能根據(jù)最初的現(xiàn)象直接下結(jié)論．